高速离心泵基础知识

高速离心泵的结构原理

目前，高速离心泵在石油化工生产中，主要是用来输送液氨、甲氨、液化气等介质。它由电机、增速箱和泵三部分组成。一般情况下，高速离心泵分为卧式高压筒形泵和部分流泵两种。

1．卧式高压筒形泵

它为多级离心泵，在一般情况下当驱动功率超过160kW时，采用卧式结构。

2.部分流泵

这是一种开式径向叶片式离心泵，多为立式结构，驱动功率一般为7.5-132kW，泵的叶轮悬臂装在泵轴上，泵轴与增速箱高速轴直接连接，其结构图如图1所示。部分流泵的压液室为圆形空间，锥形扩压管通过喷嘴与环形压液室连通，接近切线布置，如图2所示，当泵工作时，液体经过吸入管沿轴向进入叶轮，在离心力作用下，液体甩向圆环形压液室，部分经喷嘴和扩压管流出泵外，其余部分液体继续随叶轮旋转。

(1)泵体、叶轮  这种泵的泵体和一般离心泵的泵体不相同，它的压液室为圆形空间，不是蜗壳形。叶轮是开式叶轮，没有前后盖板，叶片呈直线放射状，在叶轮前面，一般带有诱导轮。叶轮和泵体之间没有密封环，泵内部的间隙较大。叶轮片与泵体后盖板和扩散锥管之间的间隙一般为2-3mm，如果达3-4mm还可应用且不影响效率。

图1 高速部分流泵结构图

1-泵壳；2-叶轮；3-扩压管；4-诱导轮；5-高速轴；6-从动齿轮；7-主动齿轮；8-机械密封；9-座

(2）增速箱  增速箱主要由齿轮构成，有一级增速和两级增速两种基本类型。为了避免产生轴向力，增速箱齿轮一般采用模数较小的渐开线直齿轮。由于转速高，因此对齿轮加工精度要求很高，节距误差一般为2-3微米，同时齿轮的材料是用特殊钢经渗氮或渗碳处理的。增速箱壳体分成上下两半，一般用定位销定位。增速箱外壳用散热性能好的铝合金制造。高速轴上的轴承对小功率泵采用巴氏合金轴承，功率在150kW以上用分块式滑动轴承与端面止推轴承组合。增速箱的润滑是由自带油泵把油经油过滤器和油冷器送入壳体各个油喷嘴，通过喷嘴将油喷成雾状，用油雾来润滑齿轮和轴承。

高速离心泵的特点

1．优点

（1)泵和增速箱一般为封闭结构，可以露天安装使用。

    （2)结构紧凑、体积小、质量小、维修方便。

     (3)采用开式叶轮，在运转中不产生轴向力，因此泵内没有轴向力平衡装置。

    （4）泵内设有旋风分离器，使泵抽送的液体得以净化，引向机械密封以延长密封的寿命。

图2 部分流泵工作原理图

1-泵体；2-环形压液室；3-叶轮；

4-扩压管；5-喷嘴；6-吸入管

 （5）叶轮与壳体的间隙较大，可用来输送含固体微粒及高黏度的液体。

（6)采用诱导轮提高泵的进液压力，泵不易产生汽蚀。

2.缺点

加工精度辜求高，制造比较困难。

高速离心泵的检修

3.1高速离心泵的解体检查与组装

1．拆卸顺序

1)驱动装置拆卸

(1）拆开电动机的电源线或汽轮机的进出口接管。

（2）拆卸联轴器。

(3)拆卸驱动机与齿轮箱的连接螺栓，然后吊出驱动机。

2)泵体拆卸

（1)拆卸与泵连接的油路、封液、冷却系统等管线。

(2)拆卸泵盖螺帽，吊出增速箱、泵端盖及叶轮等组件。

(3）用百分表测量叶轮径向圆跳动值。

（4）拆卸叶轮锁紧螺帽，依次卸开诱导轮、叶轮、机械密封动环和轴套。

（5）拆卸机械密封静环组件。

（6）拆卸端盖螺栓，取出端盖。

 3）增速箱拆卸

（1)先测量高速轴的轴向窜动量并作记录。

(2）拆卸增速箱上、下箱体的连接螺栓，取出定位销钉，用吊具提住上箱体，并用木锤轻轻敲打下箱体使上、下箱体脱离，取出上箱体。

（3)测量上、下箱体中分面的调整垫片厚度并作记录。

 (4）依次取出低速轴组件、油泵及限位弹簧、中速轴组和高速轴组件。

2.零部件配合间隙的检查及组装调整

高速离心泵在解体过程中或零部件拆卸下来经清洗干净后，应按泵使用维护说明书要求进行检查、测量、组装。无要求情况下，对LMV/BMP-311型、LMV-311型及LMV-322型高速泵可按SHS 03044-2004《高速离心泵维护检修规程》的标准进行检查、测量、组装。其检修主要包括如下几方面内容。

1)泵

(1)叶轮、诱导轮在组装前应确认叶轮、诱导轮无损伤和变形，在组装后要确保叶轮径向圆跳动小于或等于0.38mm，端面圆跳动小于或等于0.15mm。

（2)传动键应无损伤和变形。

（3）在组装时，泵盖螺栓、叶轮与诱导轮连螺栓、密封组件固定螺栓均采用力矩扳手拧紧，其力矩值应符合要求。

2）增速箱

（1)高速轴轴瓦应无烧蚀、粘连、磨伤等缺陷，组装后轴瓦间隙值要符合使用说明书要求。

 (2）推力瓦磨损严重或出现缺陷应更换。

 (3）轴承外径与衬套采用H7/h6配合，磨损后衬套内径应不大于0. 068mm；滚动轴承组装前应确认无点蚀、疤坑、毛刺等缺陷，且应转动自如，组装后其径向间隙应不大于0.06mm。

(4)低速轴或中间轴上的深槽球轴承必须安装到位。

(5）组装轴、齿轮、球轴承时，齿轮、轴承均热装，轴颈应预冷，其温度应控制在表1规定范围内。

表1 高速离心泵轴承加热、轴颈冷却温度

零件

温度

零件

温度

齿轮轴颈

-18

滚动轴承

120

  3)高、低速轴

（1)高速轴与叶轮的配合采用K7/h6，磨损后的间隙不大于0.03mm。

 (2）高、低速轴轴线直线度不大于0.Olmm。

 (3）在组装完毕后，应测量高速轴轴向窜动量，确保在0.33 -0.43mm范围内。

4）推力盘

组装前应检查推力盘的磨损情况，推力盘端面‘径向圆跳动应小于或等于0. 02mm。

5)齿轮

齿轮啮合表面应无明显点蚀、疤坑、过烧等缺陷，否则应更换；齿轮啮合面用涂色法检查沿齿宽方向应大于80%，沿齿高方向应达55%，两齿轮啮合顶间隙用压铅法检查为（0.20-0.30）m，（m为齿轮模数），两齿轮轴平行度偏差应小于0.025mm。

6）油系统

解体增速箱时，应仔细清洗内部油路及油喷嘴，确保油道畅通，油道和喷嘴不允许扩大其孔径。在组装完毕后，应检查油泵装配质量，其方法为：用手往下按低速轴时应具有弹性，否则销钉未到位；另外，还可以在低速轴联轴节处盘动，看油泵是否工作。

7）密封

机械密封安装参照离心泵机械密封安装；在装增速箱低速轴电机轴封时，为了防止在装配时损坏密封面，应在轴封唇部涂上润滑脂，在压人时要用专用工具，不能直接用铁棒打。

8)花键轴

轻微磨损应进行修理，磨损严重时应更换。在组装时应涂适量掺有二硫化钼的1#极压钾基醋。

  9)联轴器

联轴器轴端距、对中值应符合使用说明书要求。

3.2高速离心泵场武退转友故障处理

1.高速离心泵的试运转

1）试运转前的准备工作

（1)检查检修记录，确认数据正确，准备好试运用的各种记录表格；

（2)增速箱装入合格的润滑油到规定的油位；

（3)检查电源、静电连线和管道连接情况；

 (4)打开油冷却器水阀，调节适当水量；

（5）全开泵入口阀，打开密封冲洗液，对采用串联密封形式的要打开密封气阀；

 (6)打开泵出口管线的排气阀，将泵腔和密封腔内气体排尽；

（7)检查密封点有无泄漏；

 (8)联系电工检查电机电阻,并送上电。

2）试运转

（1）电动电机确认旋转方向正确，同时未见异常，则可启动运行；

（2）启动后立即调整出口阀，使压力、流量达到正常值，同时检查电机电流是否正常；

（3）控制油冷却器冷却水量，使油温保持在60-90之间；

（4）正常运转时齿轮箱内置油泵的油压应保持在0.2-0.3Mpa之间，当油压低于0.2Mpa时，齿轮箱切勿运转。

（5）在24h内，油压、油温、振动、噪音、电流无异常后可进行正常运转。振动值不大于2.8mm/s，机械密封泄漏量不超过1滴/min。

2.高速离心泵的故障处理

高速离心泵常见故障现象、原因及处理方法如表2所示。

表2 高速离心泵常见的故障原因及处理方法

序号

故障现象

故障原因

处理方法

1

无流量或流量不足，

无压力或压力不足

泵未充满

料液蒸发

入口管漏气

吸入压头低

电机反转

叶轮装配不当

吸入管线不畅

叶轮背间隙过大

排尽泵内气体

充分冷却料液

处理管漏气，防止带入挥发性料液

增大吸入压头

重新接线

正确安装叶轮

清理吸入管线

调整叶轮背间隙

2

压力波动大

流量过低

吸入压头低

流量控制阀失灵

两台泵并联，同时运转时抢料

旋液分离器严重腐蚀

增大流量（必要时开旁路阀）

增大吸入压头

检修控制阀

停止一台泵

修理或更换旋液分离器

3

机械密封漏料或漏油

机械密封损坏

密封液或料液带入固体颗粒或杂质

输送低温料液时带入水分

检修机械密封

换滤网，防止固体颗粒或杂质混入

防止带入分水分，或启动前在密封腔

内灌注防浇灌剂（如乙醇、丙酮等）

4

油封漏油

油封损坏

更换油封

5

增速箱油沫增多

油变质

油面过高

油温过低

换油

减小油量

调整冷却水量

6

增速箱油温过高

油量过多

滤油器堵塞

油冷却器结垢或水量不足

放油

更换滤油器

除垢或调节水量

7

振动及噪音大

齿轮、轴瓦、轴承等到零件严重磨损

叶轮、诱导轮等严重磨损或腐蚀

吸入料液有气体或被汽化

解体检修或更换

修理、更换或校验动平衡

排除料液中的气体，降低料温度

8

齿轮箱内润滑油变成乳状或浊黄色

润滑油被水或介质污染

检查并排除

9

油压过低

油位过低

换热器泄漏

油嘴、油泵损坏

油滤器过胜

加油

修理或更换

修理或更换

清理

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